[实用新型]一种可重构硬件透明编程的操作系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种操作系统，具体涉及一种可重构硬件透明编程的操作系统，属于计算机智能控制技术领域。

背景技术

随着微电子技术和计算机技术的发展，实时电路可重构技术(动态重构)逐渐成为国际上计算系统研究中的一个新热点，它的出现使过去传统意义上硬件与软件的界限变得模糊，让软件拥有了硬件的高性能，又让硬件具备了软件的灵活性。但是目前动态重构计算系统在实际的应用过程中仍然存在着不少问题，比如在实际开发的中，应用程序开发人员需要去理解硬件接口细节，管理硬件加速器的配置以及软硬件之间通信，这对开发人员来说非常繁琐，降低了开发效率，还有传统的可重构系统的操作系统缺乏对可重构资源动态的管理，这不利于可重构资源的充分利用。为了解决这些问题，设了一种可重构硬件透明编程的操作系统，它通过系统调用封装了底层硬件细节，让程序设计者可以以透明的方式开发应用程序。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为解决上述问题，本实用新型提出了一种可重构硬件透明编程的操作系统，提高硬件资源利用率和整个系统的性能。

（二）技术方案

本实用新型的可重构硬件透明编程的操作系统，包括微处理单元，及与微处理单元通过互连总线电连接的可重构资源、配置控制器、可重构管理单元、片上RAM、总线控制器及RAM接口，及与配置控制器电连接的硬件函数配置文件库，及与RAM接口连接的DRAM；所述可重构资源由多个硬件函数模块及标准化接口组成。

进一步地，所述配置控制器与可重构资源和可重构管理单元电连接。

进一步地，所述微处理单元包括微处理器及硬件加速器。

（三）有益效果

与现有技术相比，本实用新型的可重构硬件透明编程的操作系统，硬件加速器以硬件函数的形式封装，并形成硬件函数库，操作系统通过定义系统调用函数以及相应的接口，实现系统对硬件函数调用的支持，使程序设计者能够像调用普通库函数一样调用硬件函数；另外，操作系统记录和管理可重配置资源的使用，提高硬件资源利用率和整个系统的性能。

附图说明

图1是本实用新型的整体系统结构示意图。

具体实施方式

如图1所示的一种可重构硬件透明编程的操作系统，包括微处理单元，及与微处理单元通过互连总线电连接的可重构资源、配置控制器、可重构管理单元、片上RAM、总线控制器及RAM接口，及与配置控制器电连接的硬件函数配置文件库，及与RAM接口连接的DRAM；所述可重构资源由多个硬件函数模块及标准化接口组成。

所述配置控制器与可重构资源和可重构管理单元电连接。

所述微处理单元包括微处理器及硬件加速器。

本实用新型的可重构硬件透明编程的操作系统的工作原理：可重构资源负责维护动态可重构资源状态信息、从硬件函数库中读配置字节流文件、执行综合和配置命令标准化接口，由于硬件任务的动态创建和释放，可重配置资源的使用情况也在不断变化的，资源管理器会跟踪这些变化，并且能够及时反馈给操作系统，在需要对可重构资源进行操作时，操作系统会根据资源管理单元的情况来命令配置控制器对可重构资源进行相应的操作；配置文件数据库，在经过顶层设计综合、模块设计综合、初始预算、模块实现和最终编译等一系列的操作之后，生成整个电路功能的可下载的FPGA配置数据文件，存储在非易失存储器中供系统动态调用；在配置控制器接收到系统调度器的配置命令后，配置控制器从配置文件数据库中读取出对应硬件加速模块的配置文件并配置到可重构资源单元指定的位置。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。